В России нашли способ разлагать токсичные отходы с помощью обычной лампочки

Экологические проблемы, связанные с загрязнением окружающей среды химическими веществами, становятся все более актуальными в современном мире.

МОСКВА, 20 сен - РИА Новости. Российские ученые синтезировали новые фотокатализаторы — вещества, способные под действием видимого света превращать кислород в его активную форму, которая может разлагать токсичные органические соединения, причем в десятки раз дешевле, чем при использовании существующих технологий, сообщили РИА Новости в Российском научном фонде (РНФ). Эти новые фотокатализаторы могут стать ключевым решением для борьбы с загрязнением окружающей среды и сокращения вредного воздействия промышленных выбросов на экосистему.

Исследования в области разработки эффективных методов очистки воды и воздуха от токсичных веществ приобретают особую важность в контексте сохранения биоразнообразия и здоровья человека. Новые технологии, такие как фотокатализ, открывают новые перспективы для устойчивого развития и экологической безопасности.

Для эффективного разложения органических отходов до безопасных соединений, таких как вода и углекислота, необходимо использовать синглетный кислород. Этот вид кислорода обладает более высокой энергией, чем обычный, что делает его более активным при соединении с органическими веществами и их окислении, что в итоге приводит к их разрушению.

Использование ультрафиолетовых ламп и металлических катализаторов для получения синглетного кислорода имеет свои недостатки. Во-первых, это дорого, а во-вторых, такие методы опасны для живых организмов в водной среде, так как могут нанести вред фитопланктону, основному источнику питания рыб.

Ученые по всему миру активно ищут более доступные и безопасные способы получения синглетного кислорода. Это необходимо не только для разложения опасных органических отходов, но и для создания новых лекарств и других полезных продуктов.

Исследователи из Ивановского государственного химико-технологического университета (Иваново) вместе с учеными из других научных организаций в России провели работу по синтезу шести фотокатализаторов, способных генерировать синглетный кислород под воздействием видимого света, будь то солнечный свет или свет от LED-ламп. Этот процесс осуществляется за счет того, что катализаторы поглощают энергию света и передают ее молекулам кислорода, активируя их.

Изучение, проведенное авторами исследования, показало, что под воздействием света эти фотокатализаторы способны превращать обычный кислород в синглетный с эффективностью от 49% до 62%. В сравнении с широко используемыми катализаторами на основе соединений титана и вольфрама, которые обеспечивают эффективность превращения на уровне 30%, новые разработки показывают значительно более высокие показатели.

Это открытие может иметь важное значение для различных областей, таких как катализ и фотохимия, и может способствовать развитию более эффективных и экологически чистых процессов, основанных на использовании солнечной энергии. В дальнейшем исследовании планируется углубить понимание механизмов работы новых фотокатализаторов и оптимизировать их свойства для практического применения в различных областях науки и технологий.

Современные исследования показывают, что фотокатализаторы могут стать эффективным решением для очистки сточных вод на промышленных предприятиях. Под воздействием даже низкомощных светодиодных ламп эти катализаторы способны превращать обычный кислород в синглетную форму, которая затем разлагает органические загрязнители до безопасных продуктов.

Кроме того, применение видимого света для активации процесса фотокатализации позволяет значительно снизить затраты на очистку сточных вод. По оценкам ученых, использование LED-ламп вместо ультрафиолетовых источников света может сократить расходы на этот процесс в 65–70 раз. Это делает технологию фотокатализации более доступной и экономически целесообразной для промышленных предприятий.

Таким образом, перспективы использования фотокатализаторов на очистных сооружениях фабрик и заводов выглядят очень обнадеживающими. Новые технологии позволяют не только повысить эффективность процесса очистки сточных вод, но и снизить эксплуатационные расходы, что делает этот метод более привлекательным с точки зрения экологии и экономики.

Эксперименты показали, что полученные учеными фотокатализаторы с эффективностью до 100% превращают сульфиды в сульфоксиды, входящие в состав лекарств для противораковой терапии и лечения заболеваний нервной системы. Более того, как полагают авторы исследования, новые фотокатализаторы могут применяться до одной тысячи раз без потери эффективности, что сопоставимо с фотокатализаторами, используемыми в промышленности для образования сульфоксидов.

Помимо этого, важно отметить, что разработанные фотокатализаторы имеют потенциал для использования не только в медицине, но и в области очистки воды и воздуха от загрязнителей. Их высокая эффективность и стабильность открывают новые перспективы для устойчивого развития экологически чистых технологий.

"Мы планируем протестировать фотокатализаторы с разной химической структурой, а также испытать их в паре с другими веществами, разлагающими загрязнители, например диоксидом титана, нитридом углерода и графеном. Это позволит нам более глубоко понять потенциал новых материалов и их возможное применение в различных областях науки и технологий."

Исследование, проведенное совместно учеными из нескольких российских университетов, направлено на улучшение свойств фотокатализаторов и создание новых технологий для разложения токсичных химических соединений в воде. Это важное направление исследований, которое может принести значительные пользы для экологии и здоровья людей.

Руководитель проекта, старший научный сотрудник Иван Скворцов, подчеркнул, что разработка более эффективных фотокатализаторов имеет потенциал не только улучшить существующие технологии, но и открыть новые возможности в области очистки воды от вредных веществ. Это открывает перспективы для создания более эффективных и экологически безопасных методов очистки воды.

Кроме ученых из Ивановского государственного химико-технологического университета, в исследовании также принимали участие специалисты из Российского технологического университета МИРЭА, Института физической химии и электрохимии имени Фрумкина РАН и Института химии растворов имени Крестова РАН. Это позволяет объединить различные научные школы и опыт для достижения общей цели - создания более эффективных методов очистки воды.

Источник и фото - ria.ru